JPH04337260A - コネクター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般に電気コネクターに
関し、さらに詳細には、ねじりばめコネクター又はワイ
ヤ−ナットコネクターとして知られているコネクターの
改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ねじりばめコネクター（普通スプリング
コネクターと称される）は当該技術においては周知であ
る。この型のコネクターを開示している最も古い特許の
１つは１９５３年１０月２０日にＪ．　Ｂｌｏｍｓｔｒ
ａｎｄ　に与えられた米国特許第２，６５６，２０４号
である。この　Ｂｌｏｍｓｔｒａｎｄ　コネクターは基
本的には、ねじられたワイヤ端部が中に挿入されるらせ
んコイルスプリングを具備している。このワイヤ端部が
挿入されるにしたがって、コイルスプリングはわずかに
広がりワイヤ端部を弾性的に掴む。ねじりばめコネクタ
ーの改良構造はコイルスプリングを取り巻く硬い電気絶
縁性殻体を含み（１９６３年１月２２日に　Ｗ．　Ｓｃ
ｈｉｎｓｋｅに与えられた米国特許第３，０７５，０３
８号に示されているように）、この殻体が多くは、使用
者がコネクターをワイヤ端部の上を回転させる間により
大きなトルクを生じることができるようにする一体の翼
部分（耳、タブ又はフィンとも称される）を含んでいる
。本発明の譲受人であるミネソタマイニングアンドマニ
ュファクチュアリング会社（３Ｍ）は一連のねじりばめ
コネクターを商標名Ｓｃｏｔｃｈｌｏｋ，　Ｈｙｆｌｅ
ｘ及び　Ｒａｎｇｅｒ　のもとに市場に出している。

【０００３】ほとんど全ての従来のねじりばめコネクタ
ーに本来備わっている１つの欠点はコネクターが適合で
きるワイヤの直径が限られた範囲であるということであ
る。Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉ
ｅｓ’　ｓｔａｎｄａｒｄ　４８６Ｃねじりばめコネク
ターにおいて認定されているように、この制限は主とし
てワイヤ絶縁体の厚さに関係している。 この絶縁体の一部分はワイヤ端部が共にねじることがで
きるように移動されるが、絶縁体は依然として安全のた
めコネクターの中に少なくとも幾分か入っていなければ
ならず、換言すれば、露出ワイヤのどの部分も連結が行
われたとき目に見えたり接近できたりしないで回路の短
絡又はその他の電気的障害が起きるのを防止するように
しなければならない。

【０００４】Ｓｃｈｉｎｓｋｅ特許の第７図はこの問題
を適切に図示している。多くの場合、コネクターの主本
体の内部（すなわちコイルスプリング内部）に多数のワ
イヤを受け入れるのに十分な空間があるが、この空間は
コネクターの堅いスカート部の開口にワイヤ絶縁体がい
っぱいに詰まっているため十分に利用できないことが多
い。この構造は必然的に余分のコネクターの不経済な使
用を伴い（時には“連鎖”を必要とする）、また電気コ
ネクターを製造する工員の無駄な時間を生む結果となる
。

【０００５】この制限を解決しようとする従来の１つの
コネクターは１９５９年６月９日　Ｅ．　Ｂｏｌｌｍｅ
ｉｅｒ　に与えられた米国特許第２，８９０，２６６号
に示されている。このコネクターはコイルスプリングを
取り巻く金属の殻体とこの殻体を取り巻く弾性スリーブ
とを用い、そしてコネクターの開口にスカート部を形成
している。しかし　Ｂｏｌｌｍｅｉｅｒ特許は従来のコ
ネクターにはない他の問題点を有している。特に、コネ
クターがワイヤの上をねじられるにしたがってスリーブ
が殻体の周りを摺動するようになるため、内側の金属殻
体上にトルクを生じることが困難である。この欠点は、
ある例においては、電気的接続の一体性とワイヤをコネ
クターから取り外すのに必要な引き出す力とに影響を与
えるため、重大である。

【０００６】また、他のねじりばめコネクターの翼部又
はタブを　Ｂｏｌｌｍｅｉｅｒの装置に組込むことは非
生産的であるが、その理由はこれら翼部がスリーブと一
体に形成されスリーブが内側殻体の周りで摺動する傾向
を募らせるからである。さらに上記の欠点の結果として
、このコネクターの使用者はコネクター上により大きな
力を加えることが必要となり、これが内側金属殻体とコ
イルスプリングとに有害な変形を生じることになる。し
たがって、この型のねじりばめコネクターは、ワイヤの
束を固定するためには比較的低いねじり力を必要とする
小さなワイヤスリーブに限定される。そのため、Ｂｏｌ
ｌｍｅｉｅｒ　と同様な可撓のスカート又は開口を有す
るねじりばめコネクターを考案することが望ましくまた
有利であるが、これはさらに、確実なワイヤの連結を保
証するため握り作用を強くしより大きなトルクを加える
ことになり、そしてこれがさらにより広い範囲のワイヤ
の太さに対応することになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題と課題を解決するための
手段】上記の問題は堅い絶縁性の上部本体とこの上部本
体に取付けられた可撓のスカートとを有し、このスカー
トが好ましくはまた弾性である、２種類硬度ねじりばめ
コネクターにおいて解決される。コイルスプリングが上
部本体の内腔の中に取付けられこの中に挿入されるワイ
ヤを弾性的に掴むようにする。このようにして、コネク
ターは、スカートがワイヤを取巻くかさ張った絶縁体を
収容するよう膨張することができるので、広範囲の番手
のワイヤを連結するのに（又は多数のワイヤを連結する
のに）用いることができる。しかし従来のコネクターと
異なり、可撓スカートの使用はコネクターの手の適用を
妨害することがなく、またさらに、堅固な絶縁性上部本
体はトルク付加翼体の直接の取付けを可能にする。本発
明はまたスカートを堅い本体に固着するのに用いられる
種々の方法を意図するものである。

【０００８】

【実施例】本発明の新規な特徴と範囲は特許請求の範囲
に記載されている。しかし、本発明そのものは添付図面
を参照することにより理解されるであろう。

【０００９】さて、図面、特に図１と２を参照すると、
本発明の２種類硬度ねじりばめコネクター１０が示され
ている。コネクター１０は大体において上部殻体又は本
体１２と下部スカート１４とから構成されている。上部
本体１２は任意の電気絶縁性材料、好ましくはポリプロ
ピレン、ポリエチレン、又は硬質ビニールもしくはポリ
塩化ビニールのような耐久性重合体で構成される。ゼネ
ラルエレクトリックプラスチック会社によって商標名Ｘ
ＥＮＯＹのもとに販売されているような、ポリカーボネ
ート／ポリブチレンテレフタレート合金もまた用いるこ
とができる。本体１２は少なくともＲ５０のロックウェ
ル硬度を有し、高いトルクを加えることができるように
なっている。

【００１０】下部スカート１４は任意の可撓性の電気絶
縁性材料の好ましくは弾性重合体、例えばスチレン−ブ
タジエン−スチレン（ＳＢＳ）、スチレン−エチレン−
ブチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、
スチレン−アクリロニトリル、エチレン−プロピレンジ
エン三量体（ＥＰＤＭ）、ポリクロロピレン、共重合エ
ステルエラストマー、変性プラスチゾル、又は可塑化ビ
ニールで構成される。スカート１４にとって好適な材料
は、オレフィンの熱可塑性加硫ゴム製品であるＳＡＮＴ
ＯＰＲＥＮＥ（アドバンスドエラストマーシステム、ア
クロン、オハイオの商標）と、スチレン−エチレン／ブ
チレン−スチレン合成物であるＥＬＥＸＡＲ（ハウスト
ン、テキサスのシェルケミカル会社の商標）である。こ
のリストが全てであることを意味するものではなく、そ
の他のエラストマーが天然及び合成（例えばウレタン又
はシリコン）ゴムと共に、スカート１４として用いるこ
とができる。さらに以下に説明されるように、スカート
１４は有利には本体１２として選択された材料と良く接
着する材料で構成される。スカート１４として選択され
た材料の柔らかさはスカート１４の厚さによって決まる
（さらに以下に説明されるように）が、好ましい硬度範
囲は約シヨア硬度Ａ１８からシヨア硬度Ｄ７５である。

【００１１】また図１と２に見られるように、以下にさ
らに説明されるように好ましくは上部本体１２とスカー
ト１４とに一体に形成される翼１６（耳、タブ、フィン
又は延長部と称されることがある）がある。これら翼１
６はわずかに傾斜して本体１２から延出し、ワイヤを一
緒にさらにねじるようにするコネクター１０の時計方向
回転（図に見られるような）が容易となるようにしてい
る。翼１６は、例えば米国特許第３，３０８，２２９号
（Ｂｕｒｎｉｓｔｏｎ）に示されるようにこれら翼を伸
縮自在とすることにより、又は同時係属の米国特許出願
シリーズ番号０７／５６１，６９９（１９９０年８月２
日出願）に示されるように破砕可能もしくは破壊するこ
とにより、構造を変えることができる。本体１２の外側
表面は（翼１６の作動表面と共に）またトルクをより良
好に加えるための強固な握りを可能にする複数の長手方
向の溝１８が設けられる。

【００１２】図３を参照すると、コネクター１０は図２
の３−３線に沿った断面で示されている。図３はコネク
ター１０の２部分構造（すなわち、上部本体１２と下部
スカート１４）をさらに明確に示し、また本体１２とス
カート１４との全体の管状構造を示している。この点に
関し、“管状”なる用語は円形断面を有するものに限ら
れず、むしろ任意の断面の中空部材を指している。本体
１２は閉じた端部と開いた端部とを有し、開いた端部は
スカート１４の開いた端部に、継ぎ目又は接触面２０（
以下にさらに説明する）において接着されるか又は開い
た端部と一体に形成される。

【００１３】図３はさらに本体１２の内腔２４の中に配
設されたコイルスプリング２２を示している。内腔２４
の内面は好ましくは円錐台形状を有し、コイルスプリン
グ２２はしたがって内腔２４の中にぴったり嵌まるよう
順次小さな直径に巻かれる。長手方向の羽根又はリブ２
６が内腔２４の内面に取付けられ、スプリング２２の少
しの拡張又は変形のための若干の公差をもたらししかも
依然として内腔２４の内部でスプリング２２の中心が保
持されるようにする。好適な実施態様では、本体１２と
一体に成形された４本のリブ２６が設けられ、そのうち
２本のリブが図３において断面で示されている。

【００１４】コイルスプリング２２は好ましくは冷間圧
延スチールで形成され、正方形断面を有している。この
ようにして、スプリングの内側に延びる端縁又は隅部が
コネクター１０の内部に挿入されるワイヤと接触しかつ
加工硬化させる。コイルスプリング２２は本体１２と一
体に形成された環状フランジ又はリム２８によって本体
１２の内腔２４内に保持される。コイルスプリング２２
は例えばＢｕｒｎｉｓｔｏｎ特許に教示されるように膨
張可能な渦巻き状物を設けることにより又は米国特許第
３，６７６，５７４号（Ｊｏｈａｎｓｓｏｎ　他の）に
教示されるように砂時計形状のコイルスプリングを設け
ることにより、所望のように構造を変えることができる
。コイルスプリング２２はまた、米国特許第４，１５０
，２５１号（Ｓｃｏｔｔ）　に示されるねじ付き金属保
持具のような、挿入されたワイヤを掴む他の弾性手段に
取替えることもできる。

【００１５】当業者ならば本体１２とスカート１４との
間の取付けは、本体１２が挿入されたワイヤの周りにね
じられたとき接触面を横切ってスカート１４に伝達され
る応力と剪断力に耐えるため十分に強くなければならな
いことが理解されるであろう。スカート１４の本体１２
への正しい取付けは、組立ての方法、材料の選択及び接
触面における機械的適合を含むいくつかの要因によって
決まる。スカート１４の本体１２への好ましい接合方法
は多成分射出成形であり、さらに好ましくは２重射出成
形又は２色成形（共同射出と混同してはならない）であ
る。勿論、インサート成形、超音波溶接、溶剤溶接又は
接触面２０への接着剤の単なる塗布を含む他の方法も可
能である。多成分射出成形はこれが成分の最小限の処理
を必要とする限りにおいて好ましいものである。

【００１６】多成分射出成形はまた、この方法に用いる
ことができまた本発明の２種類硬度コネクターに用いる
のに適したいくつかの材料があるので、有利なものとな
る。特に、本体１２としての好ましい材料、ポリプロピ
レンは多成分射出成形を介して形成するのが容易である
。スカート１４として好ましい材料はしたがってポリプ
ロピレンへの接着力と射出成形される能力について選択
される。実験ではブチレンとブタジエンとの合成物が良
くポリプロピレンに接着しまた多成分射出成形と共に用
いることができることを示している（スカート１４とし
ての上記の特定材料の説明参照）。本体１２又はスカー
ト１４が第１の成形作用において形成されるかどうかは
、たいして問題ではない。しかし成形されるコネクター
１０の第１の成分は好ましくは、第２の成分がこれに対
して成形される時依然として暖かくなければならない。 これは接触面２０に増強された接着をもたらすことにな
る。多成分射出成形において、２つの成分が比較的迅速
に成形され、そのため第１の成分は第２の材料が型の中
に射出される時依然として暖かくなっている。

【００１７】本体１２とスカート１４との間の接着の強
さは接触面２０を形成する表面積を増大させることによ
り最大にすることができる。したがって、多成分射出工
程において、成形型は本体１２とスカート１４との連結
端部が接触面２０に重なり面が得られるテーパーつきの
へり又はふちを形成するように、組立てられる。以下に
与えられるコネクター１０の典型的な寸法に基づき、重
なり部分の幅は約５．３ｍｍである。これらの重なり面
はさらに、本体１２とスカート１４との間の有効な接触
面積を増大させるよう、形状が作られ、圧印され又は処
理され、より強固な接合が得られるようにすることがで
きる。

【００１８】図３はさらに翼１６の２つの部分の特徴を
より明確に示している。上方部分１６ａは本体１２と一
体に成形され、これに対し下方部分１６ｂはスカート１
４と一体に成形される。上方翼部分１６ａはまた好まし
くは下方に延びるタブ部分１７を含んでいる。下方翼部
分１６ｂは完全にタブ１７の周りに成形され、この２つ
の部分の間にかみ合い係合が得られるようにする。

【００１９】コネクター１０の実際の寸法は、意図され
る用途によって著しく変わる。この２種類硬度コネクタ
ーは長くて５ｃｍ又は短くて１ｃｍとすることができる
。さらに、コネクター１０は上記の利点により広範囲の
用途を有し、また公知の寸法の与えられたコネクター１
０は実際に２つ又はそれ以上の異なった寸法の従来のコ
ネクターの代わりに用いることができる。

【００２０】実例として、従来のねじりばめコネクター
が通常のように色で記号化された一定の標準寸法となる
ことを知ることが有用である。例えば黄色のコネクター
が典型的に約２３／４　ｃｍの全長と開口部で１ｃｍよ
りほんの少し小さい最大直径とを有し、このコネクター
が保持する最も小さい対のワイヤは１８番線であり、ま
た最大の３個の１２番線ワイヤに適応することができる
（これは３Ｍの黄色Ｓｃｏｔｃｈｌｏｋ　ＴＭコネクタ
ーについて言える）。 赤色コネクターは典型的に約３ｃｍの全長と開口部で約
１．３ｃｍの最大直径とを有し、この赤色コネクターが
保持する最小の対のワイヤは１６番線であり、また最大
で５個の１２番線ワイヤに適応することができる（この
範囲は３Ｍの赤色ＲａｎｇｅｒＴＭコネクターに当ては
まる）。しかしこの両方の従来のコネクターは、ほぼ全
長が３．６ｃｍ、スカート１４の開口部で最大直径が約
１．５ｃｍ、環状リム２８で中間直径が約１ｃｍの本発
明の単一のコネクターにより、効果的に取替えることが
できる。実験は、これらの寸法を有する２種類硬度コネ
クターは５個の１２番線のワイヤまで適応でき、しかも
さらに一対の２２番線の小さなワイヤを保持することを
示した。したがって、これらの寸法を有する２種類硬度
コネクターは実際に、公知の黄色コネクターと赤色コネ
クターを組合わせた範囲よりも広範囲の用途をもたらす
。このコネクターは一方の構成要素（例えば本体１２）
を赤色に着色し他方の構成要素（例えばスカート１４）
を黄色に着色することにより、便利に色で記号化するこ
とができる。

【００２１】スカート１４の厚さもまたその所望の可撓
性、弾性及び全体の長さに応じて変わる。上記のように
、非常に柔らかい材料（ショア硬度Ａ１８）が用いられ
、この場合スカート１４は約３０／１０００インチ（０
．７６ｍｍ）　の厚さとされる。好適な実施態様では、
スカート１４は約ショア硬度Ａ９０の硬さを有する材料
で構成され、最小厚さ約２０／１０００インチ（０．５
１ｍｍ）　を有するように成形される。

【００２２】２種類硬度コネクター１０の利点は図４を
参照することにより最も良く理解される。同図はほかに
数本のワイヤ３０の挿入を示している点を除き、図３と
同じである。ワイヤ３０の終端部分はむき出しにされ、
一緒にねじられコイルスプリング２２の内部に挿入され
た導体３２を露出している。コネクター１０がワイヤ３
０の周りにねじられるにつれて、コイルスプリング２２
はわずかに拡張し、そしてワイヤ３０に対するばね圧力
を保持する。この多数のワイヤ（図４には５本が描かれ
ている）を従来のコネクターの中に挿入することは、導
体３２を取り巻いて嵩張った絶縁体がいっぱい詰まって
いるため、困難又は不可能である。しかし２種類硬度コ
ネクター１０は、スカート１４がワイヤ３０の周りに良
く適合するよう屈撓しまたスカート１４がその弾力特性
によりさらに拡がるので、多数のワイヤ（又は大きな寸
法のワイヤ）に容易に適応することができる。スカート
１４のワイヤ３０の周りの摩擦嵌合はまた応力変形の軽
減をもたらし、すなわち、ワイヤ３０をコネクター１０
から引き出すのをさらに困難にする。

【００２３】コネクター１０はさらに、極めて高密度の
配線環境において利用できる限られた大きさの空間に関
する利点を有している。２又は３本のワイヤだけがその
中に連結された場合は、コネクター１０は依然として混
み合った接続箱の中に位置し、スカート１４はこの接続
箱の中の他のコネクターの中で最適の状態で適合するよ
う変形するので、余分の容積を押しのけることがなく又
は周囲の構成部品に干渉することがない。

【００２４】本発明は特定の実施態様を参照して記載さ
れてきたが、この記載は限定する意味に解釈されること
を意味するものではない。開示された実施態様の種々の
変更が本発明の他の実施態様と共に、当業者にとっては
本発明の記載を参照することにより明らかとなるであろ
う。したがって、特許請求の範囲は、本発明の真の範囲
内にあるこのような変更を包含するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の２種類硬度ねじりばめコネクターの側
面図である。

【図２】本発明の２種類硬度ねじりばめコネクターの頂
面図である。

【図３】図２の３−３線に沿った断面図である。

【図４】コネクターの中に複数のワイヤが挿入されたと
ころをさらに示す、図３と同様な断面図である。

【符号の説明】

１０…コネクター １２…本体 １４…スカート １６…翼 １８…溝 ２０…接触面 ２２…コイルスプリング ２４…内腔 ２６…リブ ２８…リム

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　２つ又はそれ以上のワイヤを同時に連
   結する物品であって、内腔と閉じた端部と開いた端部と
   を有する、堅い電気絶縁性の本体と、前記内腔内に配設
   され挿入されるワイヤを弾性的に把持する手段と、第１
   の開口端部と第２の開放端部とを有する、可撓性で電気
   絶縁性のほぼ管状のスカート部材、とを具備し、前記第
   １の開口端部が前記堅い本体の前記開いた端部に取付け
   られている、ワイヤを連結する物品。
2. 【請求項２】　　前記スカート部材が弾性材料で形成さ
   れている請求項１に記載の物品。
3. 【請求項３】　　前記堅い本体がロックウェル硬度が少
   なくともＲ５０の材料で構成されている請求項１に記載
   の物品。
4. 【請求項４】　　前記可撓性スカート部材がショアＡ１
   ８からショアＤ７５の範囲の硬度を有する材料で構成さ
   れている請求項１に記載の物品。
5. 【請求項５】　　閉じた端部と開いた端部と円錐台形の
   空洞を区画形成する内腔とを有し、堅い電気絶縁性の重
   合体で形成された本体と、該本体の前記内腔に挿入され
   た、らせん状に巻かれたコイルスプリングと、前記本体
   の前記開いた端部に取付けられ、可撓性で弾性の電気絶
   縁性重合体で形成された管状スカート、とを具備してい
   る電気コネクター。